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문제 정의
- 1997) 등 분류학적 위치나 계통유연관계를 밝히려는 연구가 주로 수행된 반면, 생태적인 특성에 대한 연구는 유 등(1999)이 소백산, 태기산, 광덕산, 점봉산 등 4개 지역만을 대상으로 식생분석과 토양분석을 실시한 것 이외에는 수행된 바 없어 자생지 전반에 대한 자료가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 특산속이라는 분류학적 중요성을 가지고 있는 모데미풀을 대상으로 자생지 환경과 식생 및 토양 특성을 분석하고 각 요인들 간의 연관성을 파악하여 보존 및 복원 시 기초자료로 활용하게 하고자 한다.
- 특산속 식물인 모데미풀의 자생지 식생을 비롯해 환경 및 토양 특성을 조사하여 보존 및 복원 시 기초자료를 제공하고자 하였다. 모데미풀의 자생지는 770~1,440m에 위치하고, 경사는 0~20º로 완만하였으며, 주로 계곡부 북사면에 불연속적인 군락을 형성하고 있었다.
제안 방법
- 식생조사는 방형구 내에 출현하는 전 종류를 대상으로 피도와 빈도를 조사한 후 상대피도(Relative coverage, RC)와 상대빈도(Relative frequency, RF)를 구하고 이를 바탕으로 중요치 값을 산출하여 우점종을 결정하였다. 계산된 분류군별 중요치는 높은 값을 갖는 순서대로 배열하였으며, 여러 종류가 같은 값을 가질 때는 속명의 알파벳 순서로 하였다(Appendix 1).
- 식생조사는 방형구 내에 출현하는 전 종류를 대상으로 피도와 빈도를 조사한 후 상대피도(Relative coverage, RC)와 상대빈도(Relative frequency, RF)를 구하고 이를 바탕으로 중요치 값을 산출하여 우점종을 결정하였다. 계산된 분류군별 중요치는 높은 값을 갖는 순서대로 배열하였으며, 여러 종류가 같은 값을 가질 때는 속명의 알파벳 순서로 하였다(Appendix 1).
- 토양 시료는 방형구 내에서 A0층을 걷어내고 표층으로부터 10 cm 내외의 깊이에서 토양을 채취하여 사용하였으며, 물리∙화학적 특성에 대한 자료를 확보하기 위하여 포장용수량, pH 및 유기물함량을 측정하였다. 포장 용수량은 지름(Ø) 2.
- 환경요인은 방위 (Starter 1-2-3, Silva), 경사 (PM5/360PC, Suunto), 고도(GPSV, Garmin) 등을 각 방형구마다 기록하여, 전체 평균값과 자생지별 평균값을 산출하여 비교∙분석하였다.
- 환경특성과 식생 및 토양분석 결과에 기초한 요인별 상관관계를 분석하였다(Table 3). 그 결과 환경요인과 토양분석 결과는 각 지수들과 상관관계를 보이지 않았다.
대상 데이터
- 자생지 환경요인과 식생조사를 위해 용문산(3개), 광덕산(6개), 점봉산(15개), 응복산(2개), 계방산(3개), 대관령(3개), 태기산(10개), 청태산(3개), 태백산(3개), 소백산(27개), 덕유산(3개) 등 총 11개 지역에 1×1 m(m2)의 방형구 78개를 설치하여 조사하였으며(Fig. 1), 조사 시기는 이른 봄(3월)과 개화기와 결실기(5월)를 중심으로 2회에 걸쳐 수행하였다.
데이터처리
- 환경요인과 식생 및 토양조사 결과를 바탕으로 각 요인 간 상호 연관성을 파악하기 위하여 상관분석을 실시하였으며(Pearson 1895), 분석은 SAS program (version 9.1, 2004)을 이용하였다.
이론/모형
- 1987)와 중요치(Bray and Curtis 1957)에 기초한 종다양도(Shannon and Wiener 1963)와 우점도(Simpson 1949) 및 종균등도(Pielou 1975)를 산출하였다. 식물의 동정은 이(1996a, b), 이(2003)와 이(2006) 등의 도감을 주로 따랐고, 도보류(박 1995, 2001; 한국양치식물연구회 2005)를 사용하였으며 국명은 이(1996a)를 따랐다. 또한, 조사된 식물에 대한 특성 파악을 위해 특산식물(오 등 2005)과 귀화식물(김과 이 2006)에 대해서도 고찰하였다.
- 한편 자생지 식생의 상대적인 양적 지수를 비교하기 위해 초본층의 종풍부도(Barbour et al. 1987)와 중요치(Bray and Curtis 1957)에 기초한 종다양도(Shannon and Wiener 1963)와 우점도(Simpson 1949) 및 종균등도(Pielou 1975)를 산출하였다. 식물의 동정은 이(1996a, b), 이(2003)와 이(2006) 등의 도감을 주로 따랐고, 도보류(박 1995, 2001; 한국양치식물연구회 2005)를 사용하였으며 국명은 이(1996a)를 따랐다.
성능/효과
- 1987) 11개 지역의 총 78개 방형구 내에서 조사된 관속식물은 총 111분류군이었다(Appendix 1). 11개 지역의 평균 분류군 수는 30.09였으며, 지역별로는 소백산이 57종류로 가장 많았고 응복산이 11종류로 가장 적었다(Table 1). 조사된 111분류군 중 한국특산식물은 모데미풀을 비롯하여 갈퀴현호색, 금강초롱꽃, 분취, 지리대사초, 참꿩의다리, 홀아비바람꽃, 흰괭이눈 등 8종류로 나타났으며, 귀화식물은 분포하지 않았다.
- 포장용수량은 토양의 입자 크기가 작고, 유기물 유입에 의한 부식질이 증가할수록 높게 나타나는데(김 등 2007) 점봉산의 경우 점토나 미사와 같은 작은 입자의 비율이 적거나 등산로와 인접해 있어 지속적인 교란 때문에 포장용수량이 다른 지역에 비해 낮은 것으로 생각된다. pH는 평균 5.83으로 약산성을 보였고, 용문산의 경우는 6.84로 중성에 가깝게 측정되었고, 광덕산과 소백산은 각각 5.27과 5.22로 상대적으로 낮은 pH를 보였다(Table 2). 토양의 산성화는 수분스트레스를 동반하여 생장 감소나 쇠퇴를 가져오는데(Rhyu and Kim 1994a, b) 모데미풀과 같이 수분조건에 민감할 것으로 예상되는 종의 경우 지속적으로 산성화가 진행된다면 건조스트레스로 인한 생장의 저해를 가져올 수 있어 주기적인 조사를 통해 예상 지역에 대한 관리 방안이 모색되어야 할 것으로 생각된다.
- 34로 가장 높았다. 균등도는 조사지역 전체가 0.72, 평균은 0.81이었고, 광덕산이 0.88로 가장 높았으며 소백산이 0.71로 가장 낮았다(Table 1). 균등도는 1에 가까울수록 분포하는 종들이 균일한 상태를 나타내는데(Brower and Zar 1977) 본 조사 지역은 0.
- 환경특성과 식생 및 토양분석 결과에 기초한 요인별 상관관계를 분석하였다(Table 3). 그 결과 환경요인과 토양분석 결과는 각 지수들과 상관관계를 보이지 않았다. 환경특성 중 경사에 대해 pH와 유기물함량은 정의 상관관계를 보여 계곡부에 완만한 경사를 가지는 자생지 일수록 영양분 공급이 원활한 것으로 판단되며, 유기물의 지속적인 공급과 분해를 통해 유기화합물과 세균, 지렁이의 활동 등으로 토양의 통기성과 배수성이 개선되어(김 등 2007) 양질의 토양이 유지될 것으로 생각된다.
- 56% 이상으로 나타났으며, 현호색은 계방산, 청태산, 태기산, 태백산, 소백산, 덕유산 등에서 높은 값을 가졌고, 눈개승마는 점봉산과 계방산, 벌깨덩굴은 용문산, 광덕산, 점봉산, 계방산, 청태산, 태백산, 소백산, 덕유산에서, 그리고 홀아비바람꽃은 용문산, 대관령과 덕유산을 제외한 8개 지역에서 높게 나타났다. 따라서 이상의 종류들은 모데미풀과 비슷한 자생지 환경을 선호하는 것으로 사료된다.
- 모데미풀 자생지의 포장용수량(Field capacity)은 평균 26.41%로 나타났으며, 응복산이 31.69%로 가장 높았고, 점봉산이 16.37%로 가장 낮았다(Table 2). 포장용수량은 토양의 입자 크기가 작고, 유기물 유입에 의한 부식질이 증가할수록 높게 나타나는데(김 등 2007) 점봉산의 경우 점토나 미사와 같은 작은 입자의 비율이 적거나 등산로와 인접해 있어 지속적인 교란 때문에 포장용수량이 다른 지역에 비해 낮은 것으로 생각된다.
- 모데미풀은 소백산, 점봉산, 광덕산, 태기산, 덕유산과 태백산 등지에 분포하는 것으로 알려져 있었으나 조사 결과 청태산, 응복산, 대관령, 계방산과 용문산 일대에서도 생육하는 것을 확인하였다.
- 방형구 내에 출현한 111종류 중 중요치는 모데미풀이 27.05%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로는 박새(5.67%), 현호색(5.32%), 눈개승마(4.35%), 벌깨덩굴(4.06%), 홀아비바람꽃(3.91%), 터리풀(3.05%), 진범(2.67%), 속새(2.27%), 솜때(2.21%), 개별꽃과 큰개별꽃(2.14%), 투구꽃(1.89%), 참나물(1.87%), 삿갓풀(1.73%), 애기앉은 부채(1.68%), 피나물(1.46%), 는쟁이냉이(1.44%), 노루 오줌(1.02%), 말나리(1.0%) 등의 순으로 높게 나타났다(Appendix 1). 모데미풀을 제외하고 중요치가 높은 상위 5분류군의 경우는 지역별 비교에서도 높은 값을 보였다.
- 다양성 지수는 기본적으로 종풍부도와 중요치를 반영하며(Whittaker 1972), 종다양도는 단위면적 당 출현종수가 많고 (최와 오 2003), 우점도가 낮을수록 높은 값을 가진다(Simpson 1949). 분석 결과 우점도와 중요치, 종다양도와 종풍부도가 정의 상관관계를 형성하였으며, 우점도와 종다양도, 종다양도와 중요치는 부의 상관을 나타내어 종풍부도와 종다양도가 높을수록 모데미풀의 우점도는 낮아지는 것으로 나타났다. 즉, 식생조사 결과 자생지 내에서는 모데미풀이 가장 우점하는 것으로 나타났지만 (Appendix 1) 모데미풀 군락과 인접한 지역에 다수의 종이 지속적인 우세를 보일 때, 상대적으로 모데미풀의 생육범위에 영향을 미칠 것으로 예상된다.
- 모데미풀의 자생지는 770~1,440m에 위치하고, 경사는 0~20º로 완만하였으며, 주로 계곡부 북사면에 불연속적인 군락을 형성하고 있었다. 식생분석결과 78개 방형구 내에서 조사된 분류군은 총 111종류였다. 중요치는 모데미풀이 27.
- 토양의 산성화는 수분스트레스를 동반하여 생장 감소나 쇠퇴를 가져오는데(Rhyu and Kim 1994a, b) 모데미풀과 같이 수분조건에 민감할 것으로 예상되는 종의 경우 지속적으로 산성화가 진행된다면 건조스트레스로 인한 생장의 저해를 가져올 수 있어 주기적인 조사를 통해 예상 지역에 대한 관리 방안이 모색되어야 할 것으로 생각된다. 유기물 함량(Organic matter)은 평균 7.83%로 나타났으며, 청태산이 9.12%로 가장 높았고, 점봉산은 4.60%로 가장 낮은 함량을 보였다(Table 2). 유기물함량은 자생지에 인간의 간섭이 적을 때 비교적 높게 나타나는데(유등 2004) 광덕산과 점봉산의 경우 자생지가 임도 및 등산로와 인접해 있어 교란으로 인해 상대적으로 유기물 함량이 낮은 것으로 판단된다.
- 91%) 등으로 나타났다. 자생지 상층 수목 중 교목층은 층층나무, 가래나무, 신갈나무, 당단풍나무, 고로쇠나무 등이 우점종으로 나타났고, 아교목층은 당단풍나무와 까치박달이 높은 빈도를 보였으며, 관목층은 물참대와 귀룽나무가 우점하였다. 종다양 도는 평균 1.
- 2). 자생지의 방위는 동, 북, 남, 남동, 남서, 북동, 북서부 방향 등으로 다양하였지만 78개 방형구 중 51개가 북사면에 위치하는 것으로 조사되었다.
- 자생지의 분포 패턴은 계곡을 따라 불연속적으로 군락을 형성하고 있었으며, 상류의 습지 쪽으로 갈수록 집중적으로 군락을 형성하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 모데미풀이 대부분 계곡을 따라 분포하고, 약간 그늘진 곳에서 군락을 형성한다는 유 등(1999)의 결과와 일치하는 것이다.
- 09였으며, 지역별로는 소백산이 57종류로 가장 많았고 응복산이 11종류로 가장 적었다(Table 1). 조사된 111분류군 중 한국특산식물은 모데미풀을 비롯하여 갈퀴현호색, 금강초롱꽃, 분취, 지리대사초, 참꿩의다리, 홀아비바람꽃, 흰괭이눈 등 8종류로 나타났으며, 귀화식물은 분포하지 않았다. 한편 조사된 분류군 중 조릿대는 인접해 있는 다른 식물의 생육과 발아에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며(김 등 1996; 최 등 2000), 속새는 포자뿐만 아니라 지하경과 지상경으로 번식하여(이 1996b) 넓은 면적에 군락을 형성하게 되면 다른 식물의 성장에 저해를 가져올 수 있을 것으로 예상된다.
- 조사된 11개 지역의 종다양도는 1.48로 나타났으며, 평균값은 1.16이었다. 지역별로는 응복산이 0.
- 식생분석결과 78개 방형구 내에서 조사된 분류군은 총 111종류였다. 중요치는 모데미풀이 27.05%로 가장 높았으며, 모데미풀과 비슷한 환경을 선호하는 분류군으로는 박새(5.67%), 현호색(5.32%), 눈개승마(4.35%), 벌깨덩굴(4.06%), 홀아비바람꽃(3.91%) 등으로 나타났다. 자생지 상층 수목 중 교목층은 층층나무, 가래나무, 신갈나무, 당단풍나무, 고로쇠나무 등이 우점종으로 나타났고, 아교목층은 당단풍나무와 까치박달이 높은 빈도를 보였으며, 관목층은 물참대와 귀룽나무가 우점하였다.
- 모데미풀을 제외하고 중요치가 높은 상위 5분류군의 경우는 지역별 비교에서도 높은 값을 보였다. 즉, 박새는 점봉산과 응복산을 제외한 9개 자생지에서 4.56% 이상으로 나타났으며, 현호색은 계방산, 청태산, 태기산, 태백산, 소백산, 덕유산 등에서 높은 값을 가졌고, 눈개승마는 점봉산과 계방산, 벌깨덩굴은 용문산, 광덕산, 점봉산, 계방산, 청태산, 태백산, 소백산, 덕유산에서, 그리고 홀아비바람꽃은 용문산, 대관령과 덕유산을 제외한 8개 지역에서 높게 나타났다. 따라서 이상의 종류들은 모데미풀과 비슷한 자생지 환경을 선호하는 것으로 사료된다.
- 분석 결과 우점도와 중요치, 종다양도와 종풍부도가 정의 상관관계를 형성하였으며, 우점도와 종다양도, 종다양도와 중요치는 부의 상관을 나타내어 종풍부도와 종다양도가 높을수록 모데미풀의 우점도는 낮아지는 것으로 나타났다. 즉, 식생조사 결과 자생지 내에서는 모데미풀이 가장 우점하는 것으로 나타났지만 (Appendix 1) 모데미풀 군락과 인접한 지역에 다수의 종이 지속적인 우세를 보일 때, 상대적으로 모데미풀의 생육범위에 영향을 미칠 것으로 예상된다.
- 81로 나타났다. 토양의 포장용수량은 평균 26.41%이었으며, 유기물 함량은 7.83%로 나타났고, pH는 5.83으로 확인되었다. 환경특성과 식생 및 토양 분석 결과에 기초한 상관분석에서는 경사와 pH, 경사와 유기물함량, 우점도와 중요치, 종다양도와 종풍부도가 정의 상관관계를, 우점도와 종다양도, 종다양도와 중요치는 부의 상관관계를 보였다.
- 83으로 확인되었다. 환경특성과 식생 및 토양 분석 결과에 기초한 상관분석에서는 경사와 pH, 경사와 유기물함량, 우점도와 중요치, 종다양도와 종풍부도가 정의 상관관계를, 우점도와 종다양도, 종다양도와 중요치는 부의 상관관계를 보였다.
후속연구
- 또한, 훼손된 모데미풀의 자생지 복원 또는 현지 내∙외 보전 시 경사와 수분조건을 비롯하여 주변의 분류군들에 대한 생육 정도를 고려해야 할 것으로 사료되며, 식물의 분포 정도와 개체의 빈도는 유전다양성과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있으므로(Hamrick et al. 1991), 자생지의 유전다양성에 기초한 (김과 유 2009) 복원 및 보전 방안에 대한 고찰이 이루어져야 할 것으로 생각한다.
- 한편 조사된 분류군 중 조릿대는 인접해 있는 다른 식물의 생육과 발아에 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며(김 등 1996; 최 등 2000), 속새는 포자뿐만 아니라 지하경과 지상경으로 번식하여(이 1996b) 넓은 면적에 군락을 형성하게 되면 다른 식물의 성장에 저해를 가져올 수 있을 것으로 예상된다. 조사지역 중 덕유산, 점봉산, 계방산, 응복산 등의 자생지 주변에는 조릿대와 속새 군락 사이로 고립되어 있는 군집을 확인할 수 있어 시간이 지남에 따라 물리적 교란에 의한 모데미풀 군락의 도태가 우려되므로 이에 대한 보존 대책이 필요할 것으로 판단된다.
- 22로 상대적으로 낮은 pH를 보였다(Table 2). 토양의 산성화는 수분스트레스를 동반하여 생장 감소나 쇠퇴를 가져오는데(Rhyu and Kim 1994a, b) 모데미풀과 같이 수분조건에 민감할 것으로 예상되는 종의 경우 지속적으로 산성화가 진행된다면 건조스트레스로 인한 생장의 저해를 가져올 수 있어 주기적인 조사를 통해 예상 지역에 대한 관리 방안이 모색되어야 할 것으로 생각된다. 유기물 함량(Organic matter)은 평균 7.
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